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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagervorrichtung
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Stand der Technik
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Eine Radlagervorrichtung umfasst ein Radlager, das ein an einer Fahrzeugkarosserie befestigtes Außenelement aufweist, ein Innenelement, das eine Nabe umfasst, und eine Vielzahl von Reihen von Wälzkörpern, die dazwischen angeordnet sind, und ein universelles Gleichlaufgelenk ist bekannt. In den meisten Fällen werden, wenn das Innenelement und ein Außengelenkelement des universellen Gleichlaufgelenks befestigt werden, der Innendurchmesser der Nabe und ein Schaftteil des Außengelenkelements mittels Keilverzahnung verbunden, um eine Leistungsübertragung zu ermöglichen. In den vergangenen Jahren können jedoch Stirnverzahnungen, die sich miteinander in der axialen Richtung im Eingriff befinden, an einer Endfläche der Nabe und einer Endfläche des Außengelenkelements ausgebildet sein, die an der Endfläche der Nabe anliegt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). In der Radlagervorrichtung, die eine Stirnverzahnungsstruktur aufweist, werden die Nabe und das Außengelenkelement durch Befestigen einer Schraube befestigt.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP 5039048 B2 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Probleme
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Wenn in der wie oben beschriebenen Radlagervorrichtung ein Drehmoment bei einem großen Betriebswinkel des universellen Gleichlaufgelenks übertragen wird, empfängt das Außengelenkelement eine Biegekraft (Kraft zur Neigung eines axialen Mittelpunkts des Außengelenkelements bezüglich eines axialen Mittelpunkts der Nabe) durch das sekundäre Moment, das von dem universellen Gleichlaufgelenk erzeugt wird. In einem Aufbau, in welchem die Nabe uns der Schaftteil des Außengelenkelements mittels Keilverzahnung verbunden sind, ist der Schaftdurchmesser des Schaftteils groß und damit tritt die Neigung (Biegung) des Außengelenkelements bezüglich der Nabe kaum auf. Im Falle des Stirnverzahnungsaufbaus ist es jedoch aufgrund des sekundären Moments wahrscheinlich, dass eine Biegung auftritt, da die zur Befestigung der Nabe und des Außengelenks eingesetzte Schraube dünner ist als der Schaftteil des Außengelenkelements in dem Stirnverzahnungsaufbau. Aus diesem Grund wird das Außengelenkelement bezüglich der Nabe geneigt, die Stirnverzahnungs-Passflächen der Nabe und des Außengelenkelements werden abgeschält und im schlimmsten Fall kann der Stirnverzahnungsteil beschädigt werden und eine Drehmomentübertragung beeinträchtigt werden.
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Angesichts des obigen Problems ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Drehleistung (Drehmomentübertragungsleistung) in einer Radlagervorrichtung zu verbessern, in welcher eine Nabe eines Radlagers und ein Außengelenkelement eines universellen Gleichlaufgelenks mit einem Stirnverzahnungsaufbau befestigt sind.
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Lösungen der Probleme
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Um das obige Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Radlagervorrichtung bereit, die umfasst:
- ein Radlager, das ein Außenelement umfasst, welches zweireihige Außenlaufflächen aufweist, die an einer Innenumfangsfläche ausgebildet sind, ein Innenelement, das zweireihige Innenlaufflächen aufweist, die an einer Außenumfangsfläche so ausgebildet sind, dass sie den Außenlaufflächen zugewandt sind, und eine Vielzahl von Reihen von Wälzelementen, die zwischen den Außenlaufflächen des Außenelements und den Innenlaufflächen des Innenelements angeordnet sind; und ein universelles Gleichlaufgelenk, das ein Außengelenkelement, ein Innengelenkelement und ein Drehmomentübertragungselement aufweist, welches ein Drehmoment zwischen dem Außengelenkelement und dem Innengelenkelement überträgt,
- wobei eine axiale Endfläche des Innenelements des Radlagers und eine axiale Endfläche des Außengelenkelements des universellen Gleichlaufgelenks auf eine Drehmoment-übertragbare Weise durch eine Vertiefungs-und-Vorsprungs-Passstruktur aneinandergekoppelt sind, in der
- eine Innenumfangsfläche des Innenelements des Radlagers und eine Außenumfangsfläche des Außengelenkelements des universellen Gleichlaufgelenks aneinandergepasst sind.
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Auf diese Weise wird durch Passung der inneren Umfangsfläche des Innenelements des Radlagers und der Außenumfangsfläche des Außengelenkelements des universellen Gleichlaufgelenks eine Biegekraft (Kraft zur Neigung bezüglich des Innenelements des Radlagers), die auf das Außengelenkelement des universellen Gleichlaufgelenks aufgrund eines sekundären Moments aufgebracht wird, welches erzeugt wird, wenn das universelle Gleichlaufgelenk bei einem großen Betriebswinkel verwendet wird, durch den Passteil aufgenommen. Als Folge davon wird die Biegesteifigkeit zwischen dem Außengelenkelement des universellen Gleichlaufgelenks und dem Innenelement des Radlagers erhöht, so dass verhindert werden kann, dass der Vertiefungs-und-Vorsprungs-Passteil (Stirnverzahnungsteil) zwischen den Endflächen des Außengelenkelements und des Innengelenkelements abgeschält wird.
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Insbesondere kann beispielsweise ein vorstehender Teil, der in Richtung des Radlagers (Außenseite) vorsteht, an einer Innendurchmesserseite einer unebenen Fläche bereitgestellt sein, die die Vertiefungs-und-Vorsprungs-Passstruktur in dem Außengelenkelement des universellen Gleichlaufgelenks bildet, und eine Außenumfangsfläche des vorstehenden Teils des Außengelenkelements und die Innenumfangsfläche des Innenelements des Radlagers können aneinandergepasst sein.
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Alternativ kann ein zylindrischer Teil, der in Richtung des universellen Gleichlaufgelenks (Innenseite) vorsteht, an einer Außendurchmesserseite einer unebenen Fläche bereitgestellt sein, die die Vertiefungs-und-Vorsprungs-Passstruktur in dem Innenelement des Radlagers bildet, und eine Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils des Innenelements und die Außenumfangsfläche des Außengelenkelements können aneinandergepasst sein.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Biegesteifigkeit zwischen dem Innenelement des Radlagers und dem Außengelenkelement des universellen Gleichlaufgelenks verbessert, so dass die Drehmomentübertragungsleistung zwischen dem Innenelement und dem Außengelenkelement verbessert wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine Querschnittsansicht einer Radlagervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Querschnittsansicht einer Radlagervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform.
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Ausführungsform-Beschreibung
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung in einem Zustand, in welchem eine Radlagervorrichtung an einer Fahrzeugkarosserie montiert ist, eine Seite nahe der Außenseite der Fahrzeugkarosserie als eine Außenseite (linke Seite in der Zeichnung) bezeichnet wird und eine Seite nahe der Mitte der Fahrzeugkarosserie als eine Innenseite (rechte Seite in der Zeichnung) bezeichnet wird.
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Eine in 1 dargestellt Radlagervorrichtung umfasst hauptsächlich ein Radlager 6 und ein universelles Gleichlaufgelenk 7. Das Radlager 6 umfasst ein Innenelement, das eine Nabe 1 und einen Innenring 2 umfasst, ein Außengelenk, das einen Außenring 5 umfasst und eine Vielzahl von Reihen von Wälzelementen 3 und 4.
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Die Nabe 1 weist eine Innenlauffläche 8 auf der Außenseite auf, die an einer Außenumfangsfläche ausgebildet ist und umfasst einen Radmontageflansch 10 zur Montage eines Rads (nicht dargestellt). Der Innenring 2 ist an einem Schaftteil 11 mit kleinem Durchmesser angebracht, der an der innenseitigen Außenumfangsfläche der Nabe 1 ausgebildet ist. Eine Innenlauffläche 9 an der Innenseite ist an einer Außenumfangsfläche des Innenrings 2 ausgebildet.
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Die Innenlauffläche 8 an der Außenseite, die an der Außenumfangsfläche der Nabe 1 ausgebildet ist und die Innenlauffläche 9 an der Innenseite, die an der Außenumfangsfläche des Innenrings 2 ausgebildet ist, bilden zweireihige Laufflächen. Der Innenring 2 wird in den Schaftteil 11 mit kleinem Durchmesser der Nabe 1 pressgepasst, ein innenseitiger Endteil des Schaftteils 11 mit kleinem Durchmesser wird durch Taumelnieten nach außen genietet und ein resultierender genieteter Teil 12 verbleibt und integriert den Innenring 2 mit der Nabe 1, um auf das Radlager 6 eine Vorbelastung aufzubringen.
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In dem Außenring 5 sind zweireihige Außenlaufflächen 13 und 14, die den Innenlaufflächen 8 und 9 der Nabe 1 und des Innenrings 2 zugewandt sind, an einer Innenumfangsfläche ausgebildet. Der Außenring 5 weist einen Karosserie-Montageflansch 18 zur Montage an einem Achsschenkel (nicht dargestellt) auf, der sich von einer Aufhängungsvorrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt.
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Das Radlager 6, das die Nabe 1, den Innenring 2 und den Außenring 5 umfasst, weist eine zweireihige Schrägkugellagerstruktur auf. Insbesondere werden die Wälzelemente 3 und 4 zwischen den Innenlaufflächen 8 und 9, die an den Außenumfangsflächen der Nabe 1 und des Innenrings 2 ausgebildet sind und den Außenlaufflächen 13 und 14, die an der Innenumfangsfläche des Außenrings 5 ausgebildet sind, eingefügt. Die Wälzelemente 3 und 4 in jeder Reihe werden in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung von Käfigen 15 und 16 gestützt.
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Das universelle Gleichlaufgelenk 7 ist ein universelles Gleichlauffestgelenk, das einen Teil eines Antriebsstrangs bildet, und ist mit einem Ende einer Zwischenwelle 17 verbunden. Das universelle Gleichlaufgelenk 7 umfasst ein Außengelenkelement 20, in welchem eine Spurnut 19 an einer Innenumfangsfläche ausgebildet ist, ein Innengelenkelement 22, in welchem eine Spurnut 21, die der Spurnut 19 des Außengelenkelements 20 zugewandt ist, an einer Außenumfangsfläche ausgebildet ist, eine Kugel 23 als ein Drehmomentübertragungselement, die zwischen der Spurnut 19 des Außengelenkelements 20 und der Spurnut 21 des Innengelenkelements 22 aufgenommen ist, und einen Käfig 24, der zwischen der Innenumfangsfläche des Außengelenkelements 20 und der Außenumfangsfläche des Innengelenkelements 22 eingefügt ist, um die Kugel 23 zu halten.
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Das Außengelenkelement20 nimmt Innenbauteile auf, die das Innengelenkelement22, die Kugel 23 und den Käfig 24 umfassen. Ein Innengewindeteil 26, der in der axialen Richtung durchdringt, ist in einem Bodenteil 25 des Außengelenkelements 20 ausgebildet. Das Innengelenkelement 22 und ein axiales Ende der Zwischenwelle 17 werden mittels Keilverzahnung auf eine Drehmoment-übertragbare Weise verbunden.
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Die Radlagervorrichtung umfasst die folgende Vertiefungs-und-Vorsprungs-Passstruktur (Stirnverzahnungsstruktur X) auf, in welcher die Nabe 1 des Radlagers 6 und das Außengelenkelement 20 des universellen Gleichlaufgelenks 7 in einer Drehmoment-übertragbaren Weise verbunden werden.
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Eine Stirnverzahnung 29, in welcher eine Vielzahl von Vorsprüngen und Vertiefungen, die sich in der radialen Richtung erstrecken, abwechselnd in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, ist an einer Endfläche an der Innenseite der Nabe 1 des Radlagers 6 ausgebildet, d.h. an einer Endfläche an der Innenseite des genieteten Teils 12 der Nabe 1 in dem Beispiel von 1. Die Stirnverzahnung 29 wird durch plastische Umformung gebildet und wird beispielsweise gleichzeitig mit dem Taumelnieten des genieteten Teils 12 gebildet. Zudem ist eine Stirnverzahnung 30, in der eine Vielzahl von Vorsprüngen und Vertiefungen, die sich in der radialen Richtung erstrecken, abwechselnd in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, an einer Endfläche an der Außenseite des Außengelenkelements 20 des universellen Gleichlaufgelenks 7 ausgebildet, d.h. an einer Endfläche an der Außenseite des Bodenteils 25 des Außengelenkelements 20 in dem Beispiel von 1. Die Stirnverzahnung 30 wird durch plastische Umformung gebildet, beispielsweise gleichzeitig mit dem Schmieden des Außengelenkelements 20. Es ist zu beachten, dass die Stirnverzahnungen 29 und 30 durch spanende Bearbeitung, wie beispielsweise Schneiden, gebildet werden können.
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Die innenseitige Endfläche des genieteten Teils 12 der Nabe 1 und die außenseitige Endfläche des Bodenteils 25 des Außengelenkelements 20 stoßen aneinander an und die Stirnverzahnungen 29 und 30 davon befinden sich im Eingriff miteinander, wodurch die Stirnverzahnungsstruktur X als eine Vertiefungs-und-Vorsprungs-Passstruktur gebildet wird. Wenn die Stirnverzahnungen 29 und 30 in der Rotationsrichtung im Eingriff sind, wird ein Drehmoment zwischen dem Außengelenkelement 20 und der Nabe 1 übertragen.
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Ferner weist die Radlagervorrichtung die folgende Befestigungsstruktur unter Verwendung einer Schraube 31 auf. Das heißt, die Schraube 31 ist in ein Durchgangsloch 32 eingesetzt, das an der axialen Mitte der Nabe 1 bereitgestellt ist und ein Außengewindeteil 33, der am vorderen Ende der Schraube 31 ausgebildet ist, ist in den Innengewindeteil 26 geschraubt, der in dem Bodenteil 25 des Außengelenkelements 20 ausgebildet ist. Dann wird die Schraube 31 in einem Zustand angezogen, in welchem ein Kopfteil 34 der Schraube 31 an einer Bodenfläche 36 einer Vertiefung 35 arretiert wird, die an einer Endfläche an der Außenseite der Nabe 1 bereitgestellt ist. Auf diese Weise werden die Stirnverzahnung 29 des genieteten Teils 12 der Nabe 1 und die Stirnverzahnung 30 des Bodenteils 25 des Außengelenkelements 20 gegeneinander durch die Axialkraft durch das Festziehen der Schraube 31 gepresst, wodurch das universelle Gleichlaufgelenk 7 und die Nabe 1 in einer Drehmoment-übertragbaren Weise befestigt sind.
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Während die Gesamtkonfiguration der Radladervorrichtung in dieser Ausführungsform wie oben beschrieben ist, wird nachfolgend die Passstruktur zwischen der Außenumfangsfläche des Außengelenkelements 20 und der inneren Umfangsfläche der Nabe 1 als charakteristische Konfiguration beschrieben werden.
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In der Radlagervorrichtung sind die Außenumfangsfläche des Außengelenkelements 20 und die Innenumfangsfläche der Nabe 1 aneinander montiert. Insbesondere ist ein vorstehender Teil 37, der zur Außenseite vorsteht, an der Innendurchmesserseite der Stirnverzahnung 30 des Außengelenkelements 20 bereitgestellt. In dem Beispiel von 1 ist der vorstehende Teil 37 in einer Rohrform ausgebildet und der Innengewindeteil 26, mit dem die Schraube 31 verschraubt wird, ist an der inneren Umfangsfläche ausgebildet. In dem Beispiel von 1 erstreckt sich das außenseitige Ende des vorstehenden Teils 37 von dem innenseitigen Ende des Innenrings 2 zur Außenseite. Die Außenumfangsfläche des vorstehenden Teils 37 ist an der inneren Umfangsfläche des Durchgangslochs 32 der Nabe 1 gepasst. In dem Beispiel von 1 sind zylindrische Flächen sowohl an der Außenumfangsfläche des vorstehenden Teils 37 als auch der inneren Umfangsfläche des Durchgangslochs 32 der Nabe 1 bereitgestellt und diese zylindrischen Flächen sind aneinandergepasst. Die Außenumfangsfläche des vorstehenden Teils 37 und die Innenumfangsfläche der Nabe 1 weisen im Wesentlichen denselben Durchmesser auf und sind mit einem geringfügigen Einbauspalt oder einer geringfügigen Überlagerung aneinandergepasst. Der Einbauspalt zwischen der Außenumfangsfläche des vorstehenden Teils 37 und der Innenumfangsfläche der Nabe 1 ist beispielsweise auf 5 µm oder weniger festgesetzt.
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Wenn ein Drehmoment bei einem großen Betriebswinkel des universellen Gleichlaufgelenks 7 übertragen wird, wird eine Biegekraft zur Neigung der Achse bezüglich der Nabe 1 auf das Außengelenkelement 20 durch das in dem universellen Gleichlaufgelenk 7 erzeugte sekundäre Moment aufgebracht. In der herkömmlichen Radlagervorrichtung wird die Biegung des Außengelenkelements 20 und der Nabe 1, wie oben beschrieben, durch einen Kontaktteil (Stirnverzahnungsstruktur X) zwischen den Endflächen des Außengelenkelements 20 und der Nabe 1 und die Schraube 31 beschränkt. In der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, da die Außenumfangsfläche des vorstehenden Teils 37 des Außengelenkelements 20 und die Innenumfangsfläche der Nabe 1 wie oben beschrieben gepasst sind, die Biegung des Außengelenkelements 20 und der Nabe 1 zuverlässiger zu beschränken, indem diese in der Biegerichtung (Richtung, in welcher ihre Achsen geneigt werden) in Eingriff gebracht werden. Als Folge davon ist es möglich, zu verhindern, dass die Stirnverzahnungen 29 und 30, die an den Endflächen des Außengelenkelements 20 und der Nabe 1 ausgebildet sind, abgeschält werden, so dass ein Drehmoment zuverlässig über die Stirnverzahnungen 29 und 30 übertragen werden kann.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Nachfolgend werden überlappende Beschreibungen von Punkten, die ähnlich zu denen der obigen Ausführungsform sind, ausgelassen werden, während andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
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In einer in 2 dargestellten Ausführungsform ist ein zylindrischer Teil 38, der zur Innenseite vorsteht, an der Außendurchmesserseite einer Kerbverzahnung 29 einer Nabe 1 bereitgestellt und eine Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils 38 und eine Außenumfangsfläche des Außengelenkelements 20 sind aneinandergepasst. In dem Beispiel von 2 ist der zylindrische Teil 38 aus einem Element gebildet, welches getrennt von der Nabe 1 ausgebildet ist. Nachdem ein genieteter Teil 12 in der Nabe 1 gebildet ist, wird eine zylindrische Fläche an einer Außenumfangsfläche des genieteten Teils 12 bearbeitet und die Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils 38 wird an der zylindrischen Fläche angebracht und befestigt (d.h. pressgepasst). Eine zylindrische Fläche 39 ist an der Außenumfangsfläche des Außengelenkelements 20 gebildet. Die zylindrische Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils 38 eines Innenelements eines Radlagers 6 und die zylindrische Fläche 39 der Außenumfangsfläche des Außengelenkelements 20 weisen im Wesentlichen denselben Durchmesser auf und sind mit einem geringfügigen Einbauspalt oder mit einer geringfügigen Überschneidung aneinander angebracht. Mit diesem Passteil kann die Biegesteifigkeit zwischen dem Außengelenkelement 20 und der Nabe 1 erhöht werden.
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In der obigen Ausführungsform sind die zylindrische Fläche, die an dem Außengelenkelement 20 eines universellen Gleichlaufgelenks 7 bereitgestellt ist und die zylindrische Fläche, die an dem Innenelement (Nabe 1) des Radlagers 6 bereitgestellt ist, aneinandergepasst. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können polygonale Flächen, die einen polygonalen Querschnitt aufweisen, sowohl am Außengelenkelement 20 als auch der Nabe 1 bereitgestellt sein und die polygonalen Flächen können aneinandergepasst sein. Alternativ können sich verjüngende Flächen, die bezüglich der axialen Richtung geneigt sind, sowohl am Außengelenkelement 20 als auch der Nabe 1 bereitgestellt sein und die sich verjüngenden Flächen können aneinandergepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nabe (Innenelement)
- 2
- Innenring (Innenelement)
- 3, 4
- Wälzelemente
- 5
- Außenring (Außenelement)
- 6
- Radlager
- 7
- universelles Gleichlaufgelenk
- 12
- genieteter Teil
- 20
- Außengelenkelement
- 22
- Innengelenkelement
- 23
- Kugel (Drehmomentübertragungselement)
- 24
- Käfig
- 29, 30
- Stirnverzahnung
- 31
- Schraube
- 37
- vorstehender Teil
- 38
- zylindrischer Teil
- X
- Stirnverzahnungsstruktur (Vertiefungs-und-Vorsprungs-Passstruktur)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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